Wat is verdampingswarmte?

De verdampingswarmte, Ah _damp , soms de verdampingsenthalpie genoemd, is de hoeveelheid energie die nodig is om een ​​vloeistof bij het kookpunt in damp om te zetten. Deze energie is onafhankelijk van een component die het gevolg is van een stijging van de temperatuur. De verdampingswarmte wordt vaak gemeten bij atmosferische druk en gewoon kookpunt, hoewel dat niet altijd het geval is. Omdat het kookpunt van elke vloeistof varieert met de omringende druk en de verdampingswarmte ook van die druk afhangt, moet de verdampingswarmte van een vloeistof temperatuurafhankelijk zijn. Tweedimensionale (2-D) grafieken geven een eenvoudige, bijna parabolische relatie weer voor de meest voorkomende vloeistoffen.

Er zijn veel invloeden waarmee rekening moet worden gehouden als het kookproces of verdamping volledig moet worden begrepen. Onder deze zijn de intermoleculaire bindingskrachten zoals de van der Waal's krachten - die ten minste Londen dispersiekrachten omvatten - en de veel sterkere waterstofbindingskrachten, indien van toepassing. Het werk dat nodig is om het gas uit te breiden, moet worden opgenomen. Bovendien is de potentiële energie van de vloeistof grotendeels in kinetische energie in het gas omgezet. Het is onjuist om aan te nemen dat al deze kinetische energie bestaat in de vorm van translationele energie; een deel ervan wordt rotatie-energie en vibratie-energie.

Op een meer basisniveau is een conceptueel model dat voor het eerst werd beschreven in 2006 in het tijdschrift Fluid Phase Equilibria veelbelovend. In dat model kwamen de empirische gegevens voor 45 elementen goed overeen toen twee aannames werden gedaan: het oppervlak van een vloeistof is flexibel en een deeltje gebruikt al zijn latente energie om los te komen van de deeltjes die zijn ontsnapping blokkeren - de oppervlakteweerstand. In deze studie werd het maximale oppervlak dat een deeltje in zijn omringende vloeistof kan houden, gebruikt in de berekeningen. Kleine afwijkingen tussen de berekeningen en de werkelijkheid werden verklaard in termen van benaderingen, zoals de hardbalbolbenadering voor atomen.

De verdampingswarmte is van aanzienlijk belang voor industriële destillatietoestellen. Het is ook van belang in situaties waar dampdruk moet worden overwogen, zoals bij het ontwerp en de functie van stoomverwarmingsinstallaties. Een wiskundige uitdrukking van speciaal belang in dit verband is de vergelijking van Clausius-Clapeyron. Deze vergelijking combineert de verdampingswarmte met systeemdrukken en temperaturen. Met behulp van de vergelijking kan uit een bepaalde temperatuur en dampdruk een tweede dampdruk worden bepaald bij een andere temperatuur.